Kémiai alapozó labor a 13. H osztály részére 2011/2012 Hőmérsékletmérés http://tp1957.atw.hu/kal_14.ppt

Tartalom A hőmérséklet fogalma, mértékegységei A hőmérséklet mérése Hőmérsékletmérő eszközök: hőmérők Olvadáspont Forráspont Ismétlő kérdések Függelék Szakirodalom

A hőmérséklet fogalma, mértékegységei A hőmérséklet az anyag fajlagos energia tartalmának mértéke. Intenzív – mennyiségtől független jellemző. Hét- köznapi értelemben a hideg – meleg mértéke. Nem tévesz- tendő össze a hőérzettel, ami sok más tényezőtől is függ. Jele T, alapegysége K, szokásos egységek még: °C, °F. Átváltások: 0 K 273,15 K 373,15 K –273,15 °C 0 °C 100 °C –459,67 °F 32 °F 212 °F

A hőmérséklet mérés lehetőségei Bármilyen mérhető fizikai jellemző, aminek egyértelmű hőmérséklet-függése van, alkalmas: térfogat  ellenállás  sugárzás Hőmérők: hőtágulásos és hődeformációs gáz (abszolút hőmérséklet), folyadék, higany, alkohol, szilárd = bimetall – elektromos ellenállás, termisztor, termoelem; optikai pirométer (sugárzásos); – színváltó festékek, – koleszterikus folyadékkristályok, – Seger-gúla.

A hőmérséklet mérés jelentősége A hőmérséklet az időjárás egyik paramétere, a mintavétel-kor is mérik. Bizonyos hőmérsékleti értékek fontosak az anyagok jellemzésében, ilyenek: olvadáspont és fagyáspont, forráspont, harmatpont, lágyulási hőmérséklet. Az olvadáspont, fagyáspont, forráspont mérésével az anya-got jellemezhetjük, esetleg szennyeződését bizonyíthatjuk. Olvadáspont: az a hőmérséklet, amelyen a szilárd kristályos anyag folyékonnyá válik. Forráspont: az a hőmérséklet, amelyen a folyadék belsejé-ben is keletkeznek gőzbuborékok.

Az olvadáspont mérése Az olvadásponton a kristályrácsot összetartó erővel szem-ben a hőmozgás győz: a rács felbomlik. Ha a szilárd anyagot melegítjük, amíg az anyag teljesen meg nem olvad, nem melegszik tovább: hőmérséklet szilárd + folyékony olvadáspont folyékony szilárd idő

Az olvadáspont Az olvadáspontot befolyásoló tényezők: anyagi minőség, nyomás (a szilárd – folyadék térfogatváltozástól függően), szennyezés (nedvesség, más idegen anyag). A fagyáspont az a hőmérséklet, amelyen a folyékony anyag megszilárdul, kikristályosodik. Egy anyag olvadás- és a fagyáspontja megegyezik, pl. a víz esetén 0 ºC. Előfordulhat, hogy a fagyásponton nem kezdődik meg a kristályosodás, kristálygóc híján. Ez a túlhűtés jelensége. Ha a kristályosodás beindul, a hőmérséklet a fagyáspontra emelkedik és azon marad, amíg az anyag teljesen meg nem szilárdul.

Az olvadáspont mérő Thiele-készülék

Az olvadáspont mérése Nyomja a mérendő anyag finom porába a kapilláris nyitott végét. A kapillárist fordítsa meg, és a leforrasztott végével lefelé ejtse le néhányszor az ejtőcsőben, így az anyag a lezárt végnél tömörödik. Kb. 1 cm vastag legyen az anyag. Helyezze a Thiele-készülékbe a lezárt véggel befelé. A készülék oldalsó (keringető) csövét kis lánggal mele-gítse, úgy, hogy a hőmérséklet legfeljebb percenként 10 ºC-kal emelkedjék. Amikor az anyag színe megváltozik, áttetszőbbé válik, olvassa le a hőmérőt, zárja el a gázt. A mérést a készülék lehűtése után még kétszer (össze-sen 3 mérés) ismételje meg. Indulás a körülbelüli op. alatt 10-15 ºC-kal, sebesség 3-5 ºC/perc. Az 5 ºC-on belüli mérések átlagolhatóak.

A forráspont A forrás esetében – hasonlóan a fagyáshoz – szintén szükség van gócokra a buborékok képződéséhez. Ha nincs góc, a folyadék a forráspont fölé melegszik. Ez a túlhevülés. Amikor a forrás megindul, a folyadék visszahűl a forrás-pontra, hirtelen igen sok buborék képződik, ez veszélyes! Elkerülésére lehet forrkövet (horzsakő) használni, vagy levegőt buborékoltatni a folyadékba. A forráspontot befolyásoló tényezők: anyagi minőség, nyomás, szennyezés (oldott anyag).

A forráspont mérése A vizsgálandó folyadékot a gázlángtól biztonságos távol- ságra (legalább 1 m) helyezze! Az üveggömböt a száránál csipesszel megfogva kis gáz- lángon forgatva melegítse, amíg kezdi sárgára (Na) színezni a lángot. A gömb kapilláris végét merítse a folyadékba, és várja meg, míg a folyadék a gömbbe felszívódik.

A forráspont mérése A kapillárist nyílásával lefelé a hőmérőhöz rögzíti gumi- gyűrűvel úgy, hogy a gömb a higanytartályhoz minél közelebb legyen. A nagy főzőpohárba langyos vizet enged (30-40 ºC), összeállítja a készüléket, elkezdi melegíteni. Ha a kapilláris aljából gyorsan, folyamatosan távoznak gőzbuborékok, a gázt elzárja. Azt a hőmérsékletet jegyzi fel, amikor a buborékolás abbamarad. Még két mérést végez újabb gömbökkel. A használt gömböket (benne a folyadékkal) nem dobjuk a szeme- tesbe, gyűjtjük!